針(zhen)對上(shang)海某污水(shui)處理廠(chang)(chang)氨(an)氮超標現(xian)象，分析(xi)了氧化(hua)(hua)(hua)溝內(nei)耗氧速率變化(hua)(hua)(hua)、堿度變化(hua)(hua)(hua);結合該(gai)廠(chang)(chang)運(yun)行(xing)情況列舉(ju)了氨(an)氮超標的(de)常見原因，提出了氨(an)氮發生(sheng)異常時(shi)(shi)可采(cai)取的(de)控制(zhi)措施，防(fang)止(zhi)水(shui)質(zhi)惡化(hua)(hua)(hua)或(huo)縮短(duan)硝化(hua)(hua)(hua)系統(tong)恢(hui)復時(shi)(shi)間，以(yi)供國內(nei)其他(ta)同類(lei)污水(shui)處理廠(chang)(chang)參考。
1、出水(shui)氨氮(dan)異常(chang)時(shi)系統工藝數據的變化
上(shang)海某污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)(chang)設計(ji)處理(li)規模(mo)2.5×104 m3/d，進水(shui)(shui)(shui)(shui)由精細化工廢水(shui)(shui)(shui)(shui)及(ji)周邊(bian)居(ju)民生活廢水(shui)(shui)(shui)(shui)組成，兩者比例約3：7。實際運行(xing)中，該(gai)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)廠(chang)(chang)進水(shui)(shui)(shui)(shui)CODcr濃(nong)度(du)為(wei)400-1000mg/L，氨(an)氮濃(nong)度(du)為(wei)30-80mg/L，出(chu)水(shui)(shui)(shui)(shui)執行(xing)國家城鎮(zhen)污(wu)水(shui)(shui)(shui)(shui)處理(li)二級排放標準(zhun)。處理(li)過程(cheng)采(cai)用水(shui)(shui)(shui)(shui)解酸化+A/C氧化溝工藝(yi)。該廠在運行穩(wen)定的(de)(de)(de)情況下(xia)，出水氨氮往(wang)往(wang)能(neng)保持較低的(de)(de)(de)水平，但硝化菌一旦受(shou)損，出水氨氮濃(nong)度(du)短期(qi)內將迅速上升(sheng)。出水數據監測往(wang)往(wang)受(shou)監測頻次、監測速度(du)等影(ying)響(xiang)，數據結果反饋(kui)滯后。借助(zhu)硝化效(xiao)果短期(qi)內急劇變化的(de)(de)(de)特(te)點，分(fen)析各項表(biao)征硝化影(ying)響(xiang)因素的(de)(de)(de)工藝數據，以(yi)此判斷系統(tong)的(de)(de)(de)健康度(du)，進而及時采取相關(guan)補救措(cuo)施。
1.1 氧(yang)濃度變化判斷耗氧(yang)速(su)率快慢在(zai)忽(hu)略細菌自身同化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)作(zuo)用(yong)的(de)(de)(de)條件下，硝化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)過程(cheng)分(fen)兩步進(jin)行(xing)：氨(an)氮(dan)在(zai)亞硝化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)菌的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)下被氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成亞硝酸鹽氮(dan)，亞硝酸鹽氮(dan)在(zai)硝化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)菌的(de)(de)(de)作(zuo)用(yong)下被氧化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)成硝酸鹽氮(dan)。根據(ju)硝化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)反應公式每去除1g NH4+-N需(xu)消耗4.57g O2。利用(yong)上述結論，王(wang)建龍等人(ren)通過測量(liang)OUR表征硝化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)活(huo)性來了解(jie)反應器(qi)中的(de)(de)(de)硝化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)狀(zhuang)態(tai)。在(zai)曝氣量(liang)固定(ding)，進(jin)水負荷變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)不(bu)大的(de)(de)(de)情況下，硝化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)是否完全直接影響(xiang)生化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)池內(nei)(nei)溶(rong)解(jie)氧濃度(du)的(de)(de)(de)高低，因(yin)此發現出水氨(an)氮(dan)異(yi)常時，操作(zuo)人(ren)員(yuan)需(xu)充分(fen)利用(yong)中控(kong)系統好氧池實時DO曲線的(de)(de)(de)變(bian)(bian)化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)規律，根據(ju)氧消耗情況來判斷硝化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)效果，短期內(nei)(nei)DO曲線呈明顯上升趨勢的(de)(de)(de)需(xu)積極采取措施，防(fang)止系統的(de)(de)(de)進(jin)一步惡化(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)(hua)。
1.2 出(chu)水pH變化堿度消(xiao)耗快慢(man)生物在硝化反應進行中伴隨大量H+，消除水中的堿度。每1g氨被氧化需消耗7.14g堿度(以CaCO3計)。反之，隨著硝化效果的減弱，堿度的消耗會有所下降。因此可以通過對出水在線pH的變化情況判斷氧化溝的硝化效果。在線pH計，數據準確可靠，實時反饋，在實際運行中尤為有效。
2、常(chang)見原因
上(shang)(shang)海(hai)屬亞(ya)熱(re)帶季(ji)風氣候(hou)，每(mei)年(nian)梅雨(yu)季(ji)節(jie)和(he)汛(xun)期雨(yu)水(shui)尤為充(chong)沛。收集范圍越廣，短時間(jian)內污水(shui)處(chu)理(li)廠進水(shui)水(shui)量變(bian)化(hua)(hua)系數越大，水(shui)量過度(du)(du)負荷，縮短了硝(xiao)化(hua)(hua)停留時間(jian)。此外，溫度(du)(du)也對硝(xiao)化(hua)(hua)的影響(xiang)明顯，在低(di)溫條件下硝(xiao)化(hua)(hua)細菌的繁殖(zhi)速(su)度(du)(du)降(jiang)低(di)，體內酶活(huo)力受到(dao)抑制，代(dai)謝速(su)度(du)(du)較慢(man)。一般低(di)于15℃硝(xiao)化(hua)(hua)速(su)率降(jiang)低(di)，12～14℃下活(huo)性污泥中(zhong)硝(xiao)酸菌活(huo)性受到(dao)更嚴重的抑制。每(mei)年(nian)12月至次年(nian)2月，上(shang)(shang)海(hai)氣溫最(zui)低(di)。該(gai)廠氧化(hua)(hua)溝水(shui)溫最(zui)低(di)僅12℃，因此冬季(ji)容(rong)易造(zao)成(cheng)氨氮(dan)超標(biao)現象。該廠進水包(bao)括(kuo)精細(xi)化(hua)工(gong)廢水，常受(shou)高濃(nong)度的(de)(de)(de)(de)廢水及進水CODcr、氨(an)(an)氮(dan)(dan)、有機氮(dan)(dan)等高濃(nong)度的(de)(de)(de)(de)沖(chong)(chong)擊(ji)。CODcr對(dui)工(gong)藝過(guo)程中硝(xiao)(xiao)化(hua)段的(de)(de)(de)(de)影響主要體現在異(yi)(yi)養菌(jun)與(yu)硝(xiao)(xiao)化(hua)菌(jun)對(dui)氧(yang)的(de)(de)(de)(de)競爭(zheng)方面。CODcr高時(shi)利于異(yi)(yi)氧(yang)菌(jun)生長(chang)，異(yi)(yi)養菌(jun)占優(you)勢(shi)，硝(xiao)(xiao)化(hua)菌(jun)少從而導(dao)致硝(xiao)(xiao)化(hua)效果不好。有機氮(dan)(dan)在經過(guo)水解酸化(hua)后可(ke)轉化(hua)成氨(an)(an)氮(dan)(dan)，對(dui)硝(xiao)(xiao)化(hua)的(de)(de)(de)(de)影響等同于氨(an)(an)氮(dan)(dan)。氨(an)(an)氮(dan)(dan)負(fu)荷過(guo)高對(dui)活性污泥系統有巨(ju)大的(de)(de)(de)(de)沖(chong)(chong)擊(ji)作用。此外，過(guo)高的(de)(de)(de)(de)氨(an)(an)氮(dan)(dan)會(hui)導(dao)致游(you)(you)離(li)氨(an)(an)濃(nong)度的(de)(de)(de)(de)增加，游(you)(you)離(li)氨(an)(an)對(dui)亞硝(xiao)(xiao)酸轉化(hua)為硝(xiao)(xiao)酸的(de)(de)(de)(de)抑(yi)制性影響是很(hen)明(ming)顯的(de)(de)(de)(de)，因為游(you)(you)離(li)氨(an)(an)的(de)(de)(de)(de)升高導(dao)致亞硝(xiao)(xiao)酸氮(dan)(dan)的(de)(de)(de)(de)積(ji)累(lei)。除此之外，還有很多因素影響著硝化作用。例如：pH值過高會影響微生物的正常生長，增加水中游離氨的濃度抑制硝化菌。硝化菌還對重金屬、酚、氰化物等有毒物質特別敏感。因此，可對水樣進行硝化菌毒性試驗來判斷廢水是否對硝化菌有抑制作用。
3、發現氨氮異(yi)常情況時的控制措施：
若(ruo)主體生化處理單(dan)元，若(ruo)出現 NH4-N有(you)上(shang)升態勢，針對不同的(de)原因，可選擇(ze)如(ru)下應急措施防止水質的(de)進一步惡化。減少(shao)進水(shui)(shui)氨(an)氮負(fu)荷，一是降低進水(shui)(shui)氨(an)氮濃度，二是減少(shao)進水(shui)(shui)水(shui)(shui)量(liang)。由于該廠接納(na)部(bu)分化工廢水(shui)(shui)，容易(yi)受(shou)氨(an)氮(或(huo)有(you)機氮)的(de)沖擊，因此在(zai)線儀顯示有(you)高濃度氨(an)氮進入時需及時啟用應急調節池，同時加大對排污(wu)企(qi)業(ye)的(de)抽樣監測力度，從源頭(tou)控制進水(shui)(shui)氨(an)氮濃度。減少(shao)進水(shui)(shui)水(shui)(shui)量(liang)是促進硝化菌恢復的(de)強有(you)效手(shou)段，但實際運行中，受(shou)調節池停留時間(jian)、外(wai)(wai)部(bu)管(guan)網外(wai)(wai)溢風(feng)險等制約，僅可實施幾(ji)小(xiao)時。平(ping)日需積累各泵站輸送(song)規律，合(he)理調度爭取(qu)減負(fu)時間(jian)。
氨氮的(de)(de)氧(yang)(yang)化過(guo)程(cheng)消耗堿(jian)度，pH值下(xia)降，從而(er)影響(xiang)硝化的(de)(de)正常(chang)進行(xing)(xing)，因(yin)此溶(rong)(rong)液中必(bi)須有(you)充足的(de)(de)堿(jian)度才(cai)能保證硝化的(de)(de)順利進行(xing)(xing)。實驗研究(jiu)表明，當ALK/N<8.85時，堿(jian)度將(jiang)影響(xiang)硝化過(guo)程(cheng)的(de)(de)進行(xing)(xing)，堿(jian)度增加(jia)，硝化速率(lv)增大。但當ALK/N≥9.19(堿(jian)度過(guo)量(liang)30)以后，繼續(xu)增加(jia)堿(jian)度，硝化速率(lv)增加(jia)甚(shen)微，甚(shen)至會(hui)有(you)所(suo)下(xia)降。過(guo)高的(de)(de)堿(jian)度會(hui)產生較(jiao)高的(de)(de)pH值，反而(er)會(hui)抑制硝化的(de)(de)進行(xing)(xing)。故控制ALK/N在8-10較(jiao)為合理(li)。在實際工程(cheng)中，可向氧(yang)(yang)化溝內投加(jia)溶(rong)(rong)解完成的(de)(de)碳酸鈉以提高堿(jian)度。3.3 合(he)理(li)控(kong)制氧濃(nong)度氨氮氧(yang)(yang)化需要消耗溶解氧(yang)(yang)，但氧(yang)(yang)濃(nong)度并非越(yue)高(gao)越(yue)好。由氧(yang)(yang)氣在水中的(de)(de)(de)傳(chuan)質方程可知，液相主體中的(de)(de)(de)DO濃(nong)度越(yue)高(gao)，氧(yang)(yang)的(de)(de)(de)傳(chuan)質效率越(yue)低。綜合考慮氧(yang)(yang)在水中的(de)(de)(de)傳(chuan)質效率和微生物的(de)(de)(de)硝化活(huo)性，調(diao)控好氧(yang)(yang)段的(de)(de)(de)DO在2.5mg/L左右可以在不浪(lang)費能量的(de)(de)(de)情況下最大限度地提高(gao)對氨氮的(de)(de)(de)去除效率。硝(xiao)化促(cu)(cu)進劑是利(li)用微(wei)生物營(ying)養與生理(li)學(xue)方(fang)(fang)法進行合理(li)配方(fang)(fang)，根據微(wei)生物營(ying)養生理(li)及污水(shui)處理(li)的共代(dai)謝原理(li)，促(cu)(cu)進硝(xiao)化細菌(jun)發生作用，提高污水(shui)處理(li)的氨氮(dan)(dan)去除效(xiao)(xiao)率。筆者嘗試在硝(xiao)化效(xiao)(xiao)果(guo)減弱(ruo)，氨氮(dan)(dan)逐步上升(sheng)階段(duan)投加，效(xiao)(xiao)果(guo)顯著(zhu)。但系統喪失硝(xiao)化能力(li)時投加，效(xiao)(xiao)果(guo)不明顯，且該類產品往(wang)往(wang)價格(ge)昂貴，對處理(li)大水(shui)量的系統實用性不強。①減少氧化(hua)溝排泥(ni)量。一(yi)是因(yin)為硝化(hua)菌(jun)(jun)世代周期長，較長的SRT有利于硝化(hua)菌(jun)(jun)的生長;二是硝化(hua)效果降低時，大(da)量的硝化(hua)菌(jun)(jun)被流失(shi)，排泥(ni)會加(jia)速硝化(hua)菌(jun)(jun)的流失(shi)。②增(zeng)加(jia)氧化(hua)(hua)溝內(nei)、外回流。前者是為系(xi)統(tong)提供更長的(de)好氧時間，有利于(yu)硝化(hua)(hua)菌的(de)生(sheng)(sheng)長。后者一方面可(ke)(ke)維持生(sheng)(sheng)化(hua)(hua)單元相(xiang)對(dui)較高(gao)的(de)污泥(ni)濃(nong)(nong)度(du)，提高(gao)系(xi)統(tong)的(de)抗(kang)沖擊能力;另(ling)一方面可(ke)(ke)降低進入氧化(hua)(hua)溝的(de)氨(an)氮濃(nong)(nong)度(du)，進而減少高(gao)濃(nong)(nong)度(du)氨(an)氮或游離氨(an)對(dui)硝化(hua)(hua)菌的(de)抑制作(zuo)用(yong)。③加大取樣化驗分析頻次， 檢驗所采取的應急措施對出水水質的改善效果， 否則應更換其他方法或多種方法聯用，盡量縮短處理系統的恢復時間。
4、結語
出水氨氮作為城鎮污水處理廠重點控制的指標之一，出水氨氮發生異常時，數據往往上升迅速，讓工程運行人員措手不及。通過對系統耗氧速率、堿度消耗等硝化影響因素的分析，可較為便捷、準確的判斷硝化效果的發展趨勢。于此同時，采取切實有效的控制措施，可縮短硝化系統的恢復時間。
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